低成本的互联网+智能停车系统设计与实现

郭芸君 丁学用 张麟

摘 要：以互联网技术为平台，根据车场与车主的需求，设计一种低成本以超声波探测器+ 红外探测模块检测停车位信息的互联网+智能停车场，同时将停车场的硬件和微信公众号平台结合起来具有灯光导航、查询、预定停车位等功能的停车场，利用该智能系统可方便广大车友快速找到停车位，减少交通拥堵。

关键词：低成本；互联网；智能停车场；微信公众号

随着三亚城市发展，游客与日俱增，再加上市民私家车辆的增多，以及大部分桥梁狭窄、老化严重，连接河两岸的交通“动脉”明显感觉到“输血”不畅，每逢上下班高峰期，特别是旅游旺季，拥堵成为三亚一大难题。[ 1 ]据了解，目前三亚市的停车场大都是属于传统型的停车场，这种停车场找车位要靠运气，抢车位要拼技术，车位满了要等，人工现金支付也进一步放慢了停车场车辆进出的速度。在驾驶者头疼不已的同时，各大商业综合体也并非无动于衷。

在规划与配置建设停车场之后，需要完善管理方案以保证停车场停车秩序，于是基于互联网的智能停车场管理系统应运而生[ 2 ]。利用互联网技术将停车场的硬件和手机客户端微信公众号结合起来打造一款具有可查询、预定停车位、超声波探测器停车导航、红外探测模块检测停车位等功能的智能停车场，建立一套实用、经济的智能停车系统，填补三亚智能停车场这一块短板。

1 系统的设计方案

本设计主要分为两个部分：硬件系统和软件系统。硬件系统包括照明灯光及导航灯光设计和各种传感器模块的设计；软件系统包括单片机控制系统设计，HTML5网页设计及CSS界面设计和单片机小型服务器搭建。

整个主控单元采用的是Arduino UNO单片机，其处理器核心是ATmega328，通过控制超声波传感器的占空比来接收入场车辆的位置，并提高当前位置的亮度以保证车辆的安全。车位上方的红外检测模块配合单片机的处理，控制红色LED来提示此车位有车，控制绿色LED灯来导航车辆快速驶入空车位。分别在停车场出入口设置红外传感器及舵机，红外传感器检测车辆驶过信号，经主控单片机处理后产生PWM信号控制舵机开关门。网络部分则是采用Arduino mega 2560单片机，其处理核心是ATmega2560，得益于其硬件良好的开源性，能够配合Ethernet W5100进行网络端口的搭建[ 3 ]。为了更方便车主及时查找车位，采用当前李欣的微信公众号平台作为查询平台，HTML5和CSS编程设计出良好的交互界面，具备查询功能和预约功能。

本设计采用3块单片机，分别控制场内导航，节能灯光控制及开关门和网络服务。电路部分采用多个单片机是为了实现停车场的扩展性，两个为一组主控单片机能够实现停车场内功能需求，以四个车位、两条直行道路为一组，按设计的停车场的规模增加主控单片机的数量来适应不同大小的停车场。系统的控制单元以组为单位，由2个单片机构成，一个负责检测4个车位信息，来控制停车场内导航灯的运行，并将车位信息上传到服务器。另一个负责检测两段直行道路上入场车辆行驶的位置，并控制照明灯光。适应停车场不同的规格添加控制单元组，停车场出入口或双层停车场道路口还分别加入了门控系统，控制停车场车流量，使停车场能够达到高效，安全的标准。数据的交互则是采用单片机服务器搭建的web平台，通过web交互发送车位的信息和接收预约的信息，然后通过键盘输入预约号或者直接点击开门按钮将开门信号传输给带有门控的主控单片机。

2 系统的硬件设计

2.1 红外避障传感器电路设计

红外避障传感器具有一对红外发射与接收管，当通上电源后，红外对管中LED开始工作，一直发射高电平信号，红外对管中接收管接收反射回来的信号，并将接收到的光信号转换成电信号传给宽频带的双电压比较器LM393中，并由电位器控制负端输入电压与接收电压进行比较后输出高低电平信号，并由发光二极管显示高低电平。

2.2 超声波检测及门控电路设计

超声波传感器模块的Trig和Echo分别接在单片机的2，4口和3，5口。照明LED的控制口是A0～A3，低电平触发，共集为正极，由外部电源供电，这样能够保证单片机的电流大小不足而无法打开LED灯的要求。入口的红外传感器接10口，舵机控制端接带PWM功能的12口，出口的红外传感器接13口，舵机控制端接带PWM功能的11口，还有开门提示信号为8口外接服务器单片机组，低电平控制入口舵机门开门，便于服务器设置安全的开门程序。

3 系统的软件设计

主控单元的一号单片机程序先进行初始化，关闭所有的指示灯及导航灯并设置空车位数为4，然后进入判断程序。当t号车位检测到信号时，打开t车位上的红色指示灯并关闭t车位的绿色导航灯，空车位减少一位，若无检测到信号，关闭红色指示灯并打开t车位绿色导航灯及路面导航灯。待4个红外检测判断结束后返回初始化，并进行无线循环。系统流程图如图1所示。

4 系统整体测试

4.1 网络检测

在网络检测中，使用微信平台测试，空车位能够正常显示，通过再次進入可以刷新信息。调试情况如图所示：

4.2 停车信号测试

当车停入车位时，关闭绿色导航灯，并打开红色信号灯。

5 结语

本设计是基于Arduino单片机开发下的超声波探测器+红外检测模块的低成本智能停车系统，通过场内灯光控制及互联网信息交互，从而达到停车场智能化导航及快速管理，在web端信息交互的基础上，添加查询和预约功能。利用该智能停车系统可有效的提高车主快速找到停车位，减少交通拥堵，为三亚这个国际旅游城市添砖加瓦。

参考文献：

[1] 况昌勋.旅游旺季交通拥堵严重 三亚如何打通“堵点”？[N].海南日报，2015-8-25.

[2] 周嗣恩，韩凤春.智能化停车场管理体系研究[J].中国人民公安大学学报自然科学版，2008（1）：86-90.

[3] zuoninger.带你一起了解Arduino[Z].Arduino中文社区，2014.

作者简介：

郭芸君（1985-），女，海南琼海人，中级实验师，本科，主要研究方向：移动通信方向。